磁共振成像序列及应用
核磁共振成像实验报告
中国石油大学 近代物理实验 实验报告 成 绩： 班级： 姓名 同组者： 教师： 核磁共振实验 【实验目的】 1、理解核磁共振的基本原理； 2、理解磁体的中心频率和拉莫尔频率的关系，并掌握拉莫尔频率的测量方法； 3、掌握梯度回波序列成像原理及其成像过程； 4、掌握弛豫时间的计算方法，并反演 T1和T2谱。 【实验原理】 一．核磁共振现象 原子核具有磁矩，氢原子核在绕着自身轴旋转的同时，又沿主磁场方向B 0作圆周运动,将质子磁矩的这种运动称之为进动，如图1所示。 图1 质子磁矩的进动 在主磁场中，宏观磁矩像单个质子磁矩那样作旋进运动，磁矩进动的频率符合拉莫尔（Larmor ）方程：. 0/2f B γπ= 二、施加射频脉冲后(氢)质子状态 当生物组织被置于一个大的静磁场中后，其生物组织内的氢质子顺主磁场方向的处于低能态而逆主磁场方向者为高能态。在低能态与高能态之间根据静磁场场强大小与当时的温度，势必要达到动态平衡，称为“热平衡”状态。这种热平衡状态中的氢质子，被施以频率与质子群的旋进频率一致的射频脉冲时，将破坏原来的热平衡状态。施加的射频脉冲越强，
持续时间越长，在射频脉冲停止时，M离开其平衡状态B0越远。 如用以Ｂ０为Ｚ轴方向的直角座标系表示Ｍ，则宏观磁化矢量Ｍ平行于ＸＹ平面，而纵向磁化矢量Ｍｚ＝０，横向磁化矢量Mxy最大，如图2所示。这时质子群几乎以同样的相位旋进。施加180°脉冲后，Ｍ与Ｂ０平行，但方向相反，横向磁化矢量Ｍｘｙ为零，如图3所示。 图2 90°脉冲后横向磁化矢量达到最大 图3 180°脉冲后的横向磁化分量为0 三、射频脉冲停止后（氢）质子状态 脉冲停止后，宏观磁化矢量又自发地回复到平衡状态，这个过程称之为“核磁弛豫”。当90°脉冲停止后，Ｍ仍围绕Ｂ０轴旋转，Ｍ末端螺旋上升逐渐靠向Ｂ０，如图4所示。 图4 90度脉冲停止后宏观磁化矢量的变化 1. 纵向弛豫时间（T1） 90°脉冲停止后，纵向磁化矢量要逐渐恢复到平衡状态，测量时间距射频脉冲终止的时
磁共振成像系统原理和功能结构
磁共振基本原理 第一章 主要讲述电荷、电流、电磁、磁感应方面的基本概念。这里将介绍余下章节中将提到的大量的词汇。你可以快速复习这些概念，但是要注意关键定义和一些重要的概念，因为这些概念有可能在考试中出现。同时也包括一些对向量和复数关系的解释。如果你有工程师的背景就请略过这些章节，否则请多花些时间研究2D、3D向量，振幅和相位、矢量和复数方面的知识。矢量在MRI中有极其重要的作用，因此现在多花些时间学习是值得的。 静电学研究的是静止的电荷，在MRI中几乎没有太大意义。我们以此作为开场白主要是因为电学和磁学之间有密切的关系。静电学与静磁场非常相似。最小的电荷存在于质子(正)和电子(负)中，集中在很小的一团或以量子形式存在。虽然质子比电子重1840倍，但是他们有同样幅度的电荷。电荷的单位是库仑，是6.24*1018个电子的总和,这是一个非常大的数量。一道闪电包含10到50个库仑。一个电子或质子的电荷为±1.6*10-19库仑。 与一个粒子所拥有的分离的电荷不同，电场是连续的。关键的概念是相同的电荷相互排斥，不同的电荷相互吸引。同时，你应该知道电场强度与电荷呈线形变化，和电荷的距离的平方成反比。换句话说，如果总的电荷数增加，电场的强度也会增加，与电荷的距离越远，电场强度越弱。 将相同的电荷拉近，或将不同的电荷分开都需要能量。当出现这种情况时，粒子就有做功的势能。就象拉开或压缩一个弹簧一样。这种做功的势能叫电动力（emf）。当一个电荷被移动，并做功时，势能可以转化成动能。每单位电荷的势能称电势能，它是电荷相对于电场的位置的函数（1/d2）。 电荷位于周边，它尽量要处于一个舒服的位置，但这也不是一件容易做到的事。它不断地运动、做功。运动的电荷越多，每个电荷做功越多，总功越大。运动的电荷叫做电流。电流的测量单位为安培（A）。第一个电流图描绘的是电池产生直流电（DC）。电厂里的发电机产生的是变化的电压，也称为交流电（AC）。 在通常情况下，电子在电流中的运动并不是没有阻力的。它们遇到各种类型的阻力。电路中阻碍电流流动的特点叫做阻抗。共有三种类型的阻抗，即电阻、电感、电容。如果电流的做功产生热量，阻抗就叫电阻；如果能量能产生磁场，阻抗即电感；如果能形成电场即电容。这三种阻抗在MRI中均有不同的作用，后面的章节将详细讨论。电流在电路中流动会做功，在单位时间内电流的总做功量称为功率。 磁学是物质的基本特性，就象电荷与质量一样。物质的磁性特点很大一部分是由电子的结构和运动决定的。非磁性的物质有非常小的排列方向紊乱的、结构紊乱的磁区，它们相互抵消。永磁体有大量的几乎排列方向一致磁区。排列越一致，磁场越强。 *备注：现在被称为土耳其的国家曾经认为天然磁体有磁性是很神秘的。几千年前，土耳其被称为Magnesia，这就是磁性这一词的由来。 当一种物质放在磁场中变的有磁性的程度被称为磁敏感性。真空的磁敏感性定义为0。如内
核磁共振成像实验报告
核磁共振成像实验 【目的要求】 1.学习和了解核磁共振原理和核磁共振成像原理； 2.掌握MRIjx 核磁共振成像仪的结构、原理、调试和操作过程； 【仪器用具】 MRIjx 核磁共振成像仪、计算机、样品（油） 【原 理】 磁共振成像（MRI ）是利用射频电磁波（脉冲序列）对置于静磁场B 0中的含有自旋不为零的原子核（1H ）的物质进行激发，发生核磁共振，用感应线圈检测技术获得物质的组织驰豫信息和氢质子密度信息（采集共振信号），用梯度磁场进行空间定位、通过图像重建，形成磁共振图像的方法和技术。 具体的讲，核磁共振是利用核磁共振现象获取分子结构、样品内部结构信息的技术。当具有自旋的原子核的磁矩处于静止外磁场中时会产生进动和能级分裂。在交变磁场作用下，自旋的原子核会吸收特定频率的无线电射频电磁波，从较低的能级跃迁到较高能级。在停止射频脉冲后，原子核按特定频率发出射电信号，并将吸收的能量释放出来，被物体外的接受器收录，经电子计算机处理获得图像，这就是做核磁共振成像过程。 MRI 的特点： ● 具有较高的物质组织对比度和组织分辨力，对软组织分辨率极佳，能清晰地显示软组织、软骨结构，解剖结构和医学上的病变形态，显示清楚、逼真。 ● 多方位成像，能对被检查部位进行横断面、冠状面、矢状面以及任何斜面成像。 ● 多参数成像，获取T 1加权成像（T 1W1）：T 2加权成像（T 2W2）、质子密度加权成像(PDW1)，在影像上取得物质的组织之间、组织与变化之间T 1、T 2和PD 的信号对比，在医学上对显示解剖结构和病变敏感。 ● 能进行形态学、功能、组织化学和生物化学方面的研究。 ● 以射频脉冲作为成像的能量源，不使用电离辐射，对人体安全、无创。 一、核磁共振原理 产生核磁共振信号必须满足三个基本条件：（1）能够产生共振跃迁的原子核；（2）恒定的静磁场（外磁场、主磁场）B 0；（3）产生一定频率电磁波的交变磁场，射频磁场（RF ）；即：“核”：共振跃迁的原子核；“磁”：主磁场B 0和射频磁场RF ；“共振”：当射频磁场的频率与原子核进动的频率一致时原子核吸收能量，发生能级间的共振跃迁。 1. 原子核的自旋和磁矩 原子核由质子和中子组成，原子核有自旋运动，可以粗略的理解为原子核绕自身的轴向高速旋转的运动，对应有确定的自旋角动量，反映了原子核的内禀特性。自旋的大小与原子核中的核子数及其分布有关，质子数和中子数均为偶数的原子核，自旋量子数I=0，质量数为奇数的原子核，自旋量子数为半整数，质量数为偶数，质子数为奇数的原子核，自旋量子数为整数。原子核自旋角动量的具体数值由原子核的自旋量子数I 决定， )(1+=I I l I 。 原子核具有电荷分布，自旋时形成循环电流，产生磁场，形成磁矩，磁矩的方向与自旋角动量方向一致，大小I P γγμ==，P 是角动量，γ是磁旋比，等于
磁共振成像术语中英文对照
磁共振成像术语中英文对照 脉冲序列简称飞利浦西门子GE 快速自旋回波TSE TSE TSE FSE 快速场回波FFE FFE FISP GRASS 快速反转恢复TIR TIR TIR IR 自旋-平面回波成像SE-EPI SE-EPI SE-EPI SE-EPI 自旋回波SE SE SE SE 梯度-平面回波成像GRE-EPI FFE-EPI FISP-EPI GRASS-EPI 三维-相干梯度回波3D-FFE 3D-FFE 3D-FISP 3D-GRASS 扰相梯度回波SPGR T1-FFE FLASH SPGR/FSPGR 三维-快速自旋回波3D-TSE 3D-TSE 3D-TSE 3D-FSE 反转恢复-平面回波成像IR-EPI IR-EPI IR-EPI IR-EPI 重度T2加权梯度回波SSFP T2-FFE PSIF SSFP 平衡式梯度回波B-FFE Balanced FFE TrueFISP/CISS FIESTA/FIESTA-C 快速梯度回波TFE TFE Turbo FLASH Fast GRE/ Fast- SPGR T1高分辨各向同性容积激发THRIVE THRIVE VIBE LAV A/FAME 三维快速梯度回波3D-TFE 3D TFE MPRAGE 3DFGRE/3D Fast SPGR 短TI反转恢复STIR STIR STIR STIR 长TI反转恢复FLAIR FLAIR Turbo Dark Fluid FLAIR 单激发快速自旋回波SS-FSE Single-shot TSE HASTE Single-shot FSE 快速反转自旋回波FRFSE DRIVE RESTORE FRFSE 平面回波成像EPI EPI EPI EPI 梯度加自旋GRASE GRASE TGSE 并行采集iPAT SENSE iPAT ASSET 回波时间TE TE TE TE 重复时间TR TR TR TR 反转时间TI TI TI TI 反转角FA Flip Angle Flip Angle Flip Angle 视野FOV FOV FOV FOV 矩形视野RFOV RFOV FOV Phase PFOV 层厚Thi slice thickness slice thickness slice thickness 层间距Gap Gap Distance Factor Gap 平均次数NSA NSA ACQ NEX 方位Ori Slice orientation Slice orientation Slice orientation 矩阵Matrix Base resolution Matrix 脂肪饱和SPAIR SPIR/SPAIR Fat Sat Fat Sat 近线圈效应校正CLEAR CLEAR Prescan Normalize PURE 时间飞跃TOF TOF TOF TOF 相位对比PC Phase contrast Phase contrast Phase contrast 对比增强MRA CE-MRA CE-MRA CE-MRA CE-MRA 横断位TRA transverse transverse transverse 冠状位COR coronal coronal coronal 矢状位SAG sagittal sagittal sagittal 磁敏感成像SWI V enous BOLD SWI SWI
磁共振成像系统
（一）分类磁共振按照不同的分类方法有不同的分类。按照场强大小分为高场、中场、低场磁共振；高场一般为场强高于1. OT的磁共振；巾场为场强高于0. ST而低于1.OT的磁共振；低场一般为低于0. ST的磁共振。按照磁体类型一般分为：永磁型磁共振、常寻型磁共振和超导型磁共振。永磁型磁共振维护费用小；逸散磁场小，对周围环境影响小；造价低；安装费用也较少； 一般只能产生垂直磁场；场强范围一般在0. 15～0. 35T；磁场随温度漂移严重，磁体需要很好的恒温；磁场不能关断，对安装检修带来困难；磁体沉重；且随着场强增大，磁体厚度增大，更加沉重。常导型磁共振生产制造较简单，造价低；可产生水平或垂直磁场；重量轻；检修方便，磁场均匀度也很高；场强一般在0. 1～0. 4T；运行耗费较大，通电线圈耗电达60kW以上；还需配用专门的供电设备和水冷系统。超导型磁共振场强范围0. 3～9T；磁场均匀性高；稳定性好；图像质量好；运行耗费很高，制冷剂主要是液氦的费用很高；运输、安装、维护费用也很高。目前主要市场上的磁共振以高场和低场为主，高场一般为超导型，低场一般为永磁型；且低场永磁型磁共振往往做成开放式，有C形式或立柱式；高场超导磁共振往往做成圆形孔腔式或站立式的磁共振。常导磁共振一般也做成圆形孔腔式。还有些公司推出了某些部位如头颅、四肢或关节专用检查的磁共振设备，其形态变化较灵活。一般来讲，低场永磁型以出诊断图像为主要目的，图像质量已经能够满足诊断要求；高场超寻型主要以功能磁共振为主，图像质量是其基础。 （二）MRI系统结构 磁共振系统的典型结构如图6-10所示，主要包括磁体子系统、梯度场子系统、射频子系统、数据采集和图像重建子系统、主计算机和图像显示子系统、射频屏蔽与磁屏蔽、MRI软件等，分述如下。
磁共振成像技术实验
目录 第一章NM20台式磁共振成像仪硬件概述....................... 错误!未定义书签。 第一节系统硬件框图 ......................................... 错误!未定义书签。 第二节部件接插口.............................................. 错误!未定义书签。 第三节部件连线 ................................................ 错误!未定义书签。 第四节系统开关机 0 第二章NMI20台式磁共振成像仪软件概述 ...................... 错误!未定义书签。 第一节软件界面............................................... 错误!未定义书签。 第二节软件菜单栏介绍....................................... 错误!未定义书签。 第三节软件工具栏介绍 ........................................ 错误!未定义书签。 第四节功能选项卡 ............................................ 错误!未定义书签。第三章部分可开设的实验项目 (2) 实验一机械匀场和电子匀场实验 (2) 实验二测量磁共振中心频率（拉莫尔频率） (9) 实验三旋转坐标系下的FID信号 (16) 实验四自动增益实验 (24) 实验五硬脉冲回波 (29) 实验六软脉冲FID实验 (38) 实验七软脉冲回波 (43) 实验八硬脉冲CPMG序列测量T2 (49) 实验九乙醇的化学位移测量 (54) 实验十自旋回波序列质子密度像 (59) 实验十一自旋回波权重像 (66) 实验十二一维梯度编码成像 (70)
5T磁共振成像系统技术参数.doc
1.5T 磁共振成像系统技术参数 * 总体要求：投标时提供进口品牌产品、技术白皮书(DATA SHEET) ，投标方应提供设备技术要求中的全套配置。 序号项目要求 一磁体 1.1 磁场强度 1.5T 1.2 磁体类型超导磁体 1.3 磁体屏蔽方式主动屏蔽 1.4 抗外界电磁干扰屏蔽具备 1.5 匀场方式主动匀场 + 被动匀场 1.6 磁场稳定度<0.1ppm/hour 1.7 主动匀场技术具备 1.8 匀场线圈组数≥18 组 1.9 10cm DSV （ 20 点 24 平面 VRMS 测量法）≤ 0.014ppm 1.10 20cm DSV （ 20 点 24 平面 VRMS 测量法）≤ 0.044ppm 1.11 30cm DSV （ 20 点 24 平面 VRMS 测量法）≤ 0.1ppm 1.12 40cm DSV （ 20 点 24 平面 VRMS 测量法）≤ 0.22ppm 1.13 磁体长度（不含外壳）≤160cm * 1.14 磁体长度（包含外壳）≤170cm 1.15 病人检查孔道孔径≥ 60cm * 1.16 液氦消耗率（以datasheet 公布的数据为准）≤0.01 升 /年 1.17 理论液氦填充周期（以datasheet 公布的数据为 ≥5 年准） 1.18 五高斯磁力线X,Y 轴≤ 2.5m 1.19 五高斯磁力线Z 轴≤ 4.0m 1.20 磁体重量 (连液氦 ) ≥3.2 吨 1.21 冷头保用时间≥2 年 二梯度系统 2.1 梯度系统具备源屏蔽2.2 梯度场强（ X,Y,Z 轴，非有效值）≥ 33mT/m 2.3 梯度切换率（ X,Y,Z 轴，非有效值）≥ 120mT/m/s 2.4 梯度爬升时间≤ 0.275ms 2.5 最高梯度性能时X 轴扫描野≥ 50cm 2.6 最高梯度性能时Y 轴扫描野≥ 50cm
磁共振成像的原理和临床应用
磁共振成像原理与临床应用 一、授课提纲：内容分四个部分：磁共振的发展背景和历史；磁共振的基本原理；磁共振的 安全性和优缺点；磁共振临床应用。 1、背景和发展历史：1946年由美国斯坦福大学的Felix Bloch和哈佛大学的Edward Purcell发现核磁共振现象，为此获得1952年诺贝尔奖。磁共振的发展史中共有16 位诺贝尔获奖者，分别在物理学、化学和生理医学奖项中夺魁。尤其近几年磁共振 在医学领域中的应用越来越广泛，从单纯的形态解剖学显示向功能和分子影像发 展，从而显示出磁共振的强大潜能。 2、磁共振基本原理：分物理学基础、磁共振的基本序列和图像特点三个方面概述。介 绍了磁化、进动、Larmor公式、静磁场（主磁场）和射频脉冲、驰豫和横向、纵向 驰豫，重复和回波时间、梯度磁场及两个主要基本序列（SE和GRE） 3、高磁场下的安全性：禁忌症和注意事项 4、磁共振的临床应用：包括三个方面，分别是形态解剖学的显示：尤其在细微解剖结 构、动态器官和血管解剖的形态显示上具有独特优势。其次是特殊序列的结构显示，如水成像、磁敏感加权显示，对于胆道、泌尿系和椎管等富有液性成分的结构能清 晰显示管腔内情况，对于梗阻的判断非常直接。最有优势体现在功能解剖学的显示，如脑功能成像，分别从弥散、灌注、波谱和神经网络及分子影像方面加以展示。 二、常用术语 1、共振、自旋磁矩、磁化、进动、Larmor公式 2、T1WI和T2WI、横向和纵向驰豫、重复和回波时间（TR、TE） 3、SE序列和GRE序列 三、磁共振成像过程 ?把病人放进磁场→人体被磁化产生纵向磁化矢量 ?发射射频脉冲（同时进行空间定位编码）→人体内氢质子发生共振从而产生横向 磁化矢量 ?关掉射频脉冲→质子发生T1、T2弛豫（同时进行空间定位编码） ?线圈采集人体发出的MR信号→计算机处理（付立叶转换）→显示图像
MRI也就是核磁共振成像
MRI也就是核磁共振成像，英文全称是：nuclear magnetic resonance imaging，之所以后来不称为核磁共振而改称磁共振，是因为日本科学家提出其国家备受核武器伤害，为表示尊重，就把核字去掉了。 核磁共振是一种物理现象，作为一种分析手段广泛应用于物理、化学生物等领域，到1973年才将它用于医学临床检测。为了避免与核医学中放射成像混淆，把它称为核磁共振成像术(MR)。 MR是一种生物磁自旋成像技术，它是利用原子核自旋运动的特点，在外加磁场内，经射频脉冲激后产生信号，用探测器检测并输入计算机，经过处理转换在屏幕上显示图像。 MR提供的信息量不但大于医学影像学中的其他许多成像术，而且不同于已有的成像术，因此，它对疾病的诊断具有很大的潜在优越性。它可以直接作出横断面、矢状面、冠状面和各种斜面的体层图像，不会产生CT检测中的伪影；不需注射造影剂；无电离辐射，对机体没有不良影响。MR对检测脑内血肿、脑外血肿、脑肿瘤、颅内动脉瘤、动静脉血管畸形、脑缺血、椎管内肿瘤、脊髓空洞症和脊髓积水等颅脑常见疾病非常有效，同时对腰椎椎间盘后突、原发性肝癌等疾病的诊断也很有效。 MR也存在不足之处。它的空间分辨率不及CT，带有心脏起搏器的患者或有某些金属异物的部位不能作MR的检查，另外价格比较昂贵。 磁共振成像是断层成像的一种，它利用磁共振现象从人体中获得电磁信号,并重建出人体信息。1946年斯坦福大学的Flelix Bloch和哈佛大学的Edward Purcell各自独立的发现了核磁共振现象。磁共振成像技术正是基于这一物理现象。1972年Paul Lauterbur 发展了一套对核磁共振信号进行空间编码的方法，这种方法可以重建出人体图像。 磁共振成像技术与其它断层成像技术（如CT）有一些共同点，比如它们都可以显示某种物理量（如密度）在空间中的分布；同时也有它自身的特色，磁共振成像可以得到任何方向的断层图像，三维体图像，甚至可以得到空间－波谱分布的四维图像。
磁共振成像技术模拟题13
磁共振成像技术模拟题13 单选题 1.部分容积效应是山于 A.病变太大 B.矩阵太小 C.信噪比太低 D.扫描层厚太薄 E.扫描层片太厚 答案：E ［解答］层厚增加，采样体积增大，容易造成组织结构重叠而产生部分容积效应。 2.关于矩阵的描述，不正确的是 A.矩阵增大，像素变小 B.增加矩阵可提高信噪比 C.常用的矩阵为256x256 D.增加矩阵会增加扫描时间 E.矩阵分为采集矩阵和显示矩阵两种 答案：B 3.关于流动补偿技术的叙述，不正确的是 A.降低信号强度 B.T1加权时不用 C.常用于FSET2加权疗:列 D.用于MRA扫描（大血管存在的部位） E.可消除或减轻其慢流动时产生的伪影，增加信号强度
答案：A ［解答］流动补偿技术用特定梯度场补偿血流、脑脊液中流动的质子，可消除或减轻其慢流时产生的伪影，增加信号强度。 4.关于回波链长的描述，不正确的是 A.在每个TR周期内出现的回波次数 B.常用于FSE序列和快速反转恢复序列 C.回波链长，即ETL D.回波链与扫描的层数成正比 E.回波链与成像时间成反比 答案：D ［解答］回波链越长，扫描时间越短，允许扫描的层数也减少。 5.下列哪一种金属物不影响MRI扫描 A.心脏起搏器 B.体内存留弹片 C.大血管手术夹 D.固定骨折用铜板 E.固定椎体的银钛合金板 答案：E ［解答］体内具有非铁磁性置入物的患者是可以接受MRI检查的。 6.关于细胞毒素水肿的叙述，不正确的是 A.口质、灰质同时受累 B.T2WI之边缘信号较高 C.钠与水进入细胞内，造成细胞肿胀
D.细胞外间隙减少，常见于慢性脑梗死的周圉 E.细胞外间隙减少，常见于急性脑梗死的周圉 答案：D ［解答］钠与水进入细胞内，造成细胞肿胀，细胞外间隙减少，常见于急性脑梗死的周围。 7.亚急性期脑出血MRI的表现，红细胞内主要为 A.铁蛋白 B.含铁血黄素 C.正铁血红蛋口 D.富含氧血红蛋白 E.去氧血红蛋口 答案：C ［解答］出血发生后4?7 d,由于出血从周边开始形成正铁血红蛋白。 8?使用呼吸门控不正确的叙述是 A.使用呼吸门控，受检者可随意呼吸 B.呼吸门控选择呼吸某一时相接收信号 C.高场MRI机做胸部扫描必须使用呼吸门控 D.呼吸周期不规律，采集数据要过多耗费时间 E.胸部、心脏扫描时，呼吸门控与心电门控同时使用效果更好 答案:A ［解答］使用呼吸门控时，应让受检者尽可能地做到保持有规律的呼吸。 9.关于顺磁性对比剂的描述，不正确的是 A.磁化率高
实验八磁共振成像实验
实验八磁共振成像实验 引言 1973年，美国科学家Paul Lauterbur发现，把物体放置在一个稳定的磁场中，然后再加上一个不均匀的磁场（即有梯度的磁场），再用适当的电磁波照射这一物体，这样根据物体释放出的电磁波就可以绘制成物体某个截面的内部图像。随后，英国科学家Peter Mansfield 又进一步验证和改进了这种方法，并发现不均匀磁场的快速变化可以使上述方法能更快地绘制成物体内部结构图像。此外，他还证明了可以用数学方法分析这种方法获得的数据，为利用计算机快速绘制图像奠定了基础。从此核磁共振成像得到了空前的发展。 核磁共振成像的全称是：核磁共振电子计算机断层扫描术，为了避免人们把这种技术误解为核技术，一些科学家把核磁共振成像技术的“核”字去掉，称为其为“磁共振成像技术”（Magnetic Resonance Imaging），英文缩写即MRI。磁共振成像是根据生物磁性核（如氢核）在磁场中表现的共振特性进行成像的新技术。随着磁体技术、超导技术、低温技术、电子技术和计算机技术等相关技术的不断进步，MRI技术得到了飞速发展，已成为现代医学影像领域中的重要一员。 通过本实验可以掌握MRI基本原理，了解几种成像参数对图像的影响。 原理 把某些物质放入磁场中时，这些物质就具备了共振的持性。意思是说这些物质可以吸收然后再发射具有一个特定频率的电磁辐射，如图1所示。辐射是以典型的射频(RF)信号形 图1 磁共振成像的基本原理
式进行。物质所发射的RF信号的特性决定于该物质的某些物理和化学持性。在磁共振成像(MRl)过程中，这种RF信号也携带着人体内组织空间定位的信息。磁共振(MR)图像就是一个显示来自人体层面内每个组织体素的RF信号强度大小的像素的阵列。图像中每个像素的亮度取决于相应组织体素所发射的RF信号的强度。而每个体素的信号强度又由图l所列的组织的四种性质所决定。其中任何一个性质对图像亮度及对比度所引起的作用的范围都决定于操作者所选择的某些成原因素，例如，可以对一个图像“加权”，因此首先要依靠核密度(或浓度)或纵向弛豫率(T1)或横向弛豫率(T2)的大小来决定RF信号。与磁场和RF能量相互作用的组织构成成分都是单个原子核。所以这种现象统称为核磁共振(NMR)。 1.几个基本概念 1）磁性核 参与MR过程的物质必须含具有持定磁 性的原子核。为了与磁场产生相互作用，原子 核本身必须是小磁体并具有磁矩。单个原子核 的磁性是由原子核内的中子—质子组成情况 来决定的。只有某些具有奇数中子和(或)质子 的原子核才带磁性。即使多数化学元素都具有 一种或多种是磁性核的同位素，但可用于成像 或活体光谱学分析的只是有限的几种。在具有 磁性并能参与NMR过程的核素中，每种核素 图2具有磁性核的同位素 所产生的信号的量值都有很大的不同。原子核 磁性的特定取向称为磁矩。在图2中，磁矩的 方向由一个通过原子核的箭头来表示。 2）射频能量 在成像过程中，RF能量在成像系统和患者身体之间进行交换。这种交换通过—套相当靠近患者身体的线圈进行。RF线圈就是天线，它既向组织发射能量，也从组织接收能量。在每个成像周期内，RF能量在几个短脉冲期间加于人体上。脉冲的强度用它们旋转组织的磁化强度的角度来描述。大多数成像方法在每个周期中既使用90?的脉冲也使用180?的脉冲。在每个成像周期的特定时刻，组织被激励而发射一个RF信号。这个信号被线圈接收、分析，并用来形成图像。自旋回波技术一般用于激励信号的发射。因此，来自患者身体的信号统称为回波。 3）核磁的相互作用 NMR过程涉及到磁性核、磁场、RF能量脉冲和信号的一系列的相互作用。这些作用有校直、共振、激发和弛豫。我们记得一个磁性核是以一个磁矩为特征的。磁矩的方向是用通过原子核的一个小箭头来表示的。如果我们把核看作普通的一个小磁铁．那么．磁铁箭头的方向就相当于磁铁的南极到北极的指向，如果没有强磁场，原子核的磁矩在空间是随机取向的，组织中的许多原子核并非在固定结构中，而是可以自由地改变方向的。事实上，出于物质内部的热运动，原子核不断地翻来倒去地改变方向。如果把一块含有磁性核的物质放在磁场中时，原子核就要经受一个转矩的作用，这个转矩的作用促使原子核的磁矩方向校直到磁场方向上。 当一个磁性核与一个磁场校直后，它也并不是固定不动的，核磁矩要在磁场轴周围进动或者摆动，如图3所示。进动是由于原子核的自旋角动量和磁场相互作用而引起的一种物理现象。进动的重要性在于它能使原子核对于RF能量特别敏感，或者调谐到RF能量具有的频率和进动频率相等，满足此条件就称为共振。它是所有MR过程的基础。NMR实际上就是核处于磁场中时，核共振或“调谐”的过程。
核磁共振成像技术原理及国内外发展
核磁共振成像技术原理及国内外发展 核磁共振成像（Nuclear Magnetic Resonance Imaging?，简称NMRI?），又称自旋成像（spin imaging?），也称磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging?，简称MRI?），是利用核磁共振（nuclear magnetic resonnance?，简称NMR?）原理，依据所释放的能量在物质内部不同结构环境中不同的衰减，通过外加梯度磁场检测所发射出的电磁波，即可得知构成这一物体原子核的位置和种类，据此可以绘制成物体内部的结构图像。 将这种技术用于人体内部结构的成像，就产生出一种革命性的医学诊断工具。快速变化的梯度磁场的应用，大大加快了核磁共振成像的速度，使该技术在临床诊断、科学研究的应用成为现实，极大地推动了医学、神经生理学和认知神经科学的迅速发展。 核磁共振成像是随着计算机技术、电子电路技术、超导体技术的发展而迅速发展起来的一种生物磁学核自旋成像技术。它是利用磁场与射频脉冲使人体组织内进动的氢核（即H+）发生章动产生射频信号，经计算机处理而成像的。原子核在进动中，吸收与原子核进动频率相同的射频脉冲，即外加交变磁场的频率等于拉莫频率，原子核就发生共振吸收，去掉射频脉冲之后，原子核磁矩又把所吸收的能量中的一部分以电磁波的形式发射出来，称为共振发射。共振吸收和共振发射的过程叫做“核磁共振”。核磁共振成像的“核”指的是氢原子核，因为人体的约70%是由水组成的，MRI即依赖水中氢原子。当把物体放置在磁场中，用适当的电磁波照射它，使之共振，然后分析它释放的电磁波，就可以得知构成这一物体的原子核的位置和种类，据此可以绘制成物体内部的精确立体图像。通过一个磁共振成像扫描人类大脑获得的一个连续切片的动画，由头顶开始，一直到基部。 核磁共振成像是随着电脑技术、电子电路技术、超导体技术的发展而迅速发
核磁共振类实验实验报告
核磁共振类实验 实验报告 （一）核磁共振 （二）脉冲核磁共振与核磁共振成像
第一部分 核磁共振基本原理 1.核磁共振 磁共振是指磁矩不为零的原子或原子核在稳恒磁场作用下对电磁辐射能的共振吸收现象。如果共振是由原子核磁矩引起的，则该粒子系统产生的磁共振现象称核磁共振（简写作NMR ）;如果磁共振是由物质原子中的电子自旋磁矩提供的，则称电子自旋共振（简写ESR ）,亦称顺磁共振(写作EPR)；而由铁磁物质中的磁畴磁矩所产生的磁共振现象，则称铁磁共振（简写为FMR ）。 原子核磁矩与自旋的概念是1924年泡利（Pauli ）为研究原子光谱的超精细结构而首先提出的。核磁共振现象是原子核磁矩在外加恒定磁场作用下，核磁矩绕此磁场作拉莫尔进动，若在垂直于外磁场的方向上是加一交变电磁场，当此交变频率等于核磁矩绕外场拉莫尔进动频率时，原子核吸收射频场的能量，跃迁到高能级，即发生所谓的谐振现象。 研究核磁共振有两种方法：一是连续波法或称稳态法，使用连续的射频场（即旋转磁场）作用到核系统上，观察到核对频率的感应信号；另一种是脉冲法，用射频脉冲作用在核系统上，观察到核对时间的响应信号。脉冲法有较高的灵敏度，测量速度快，但需要快速傅里叶变换，技术要求较高。以观察信号区分，可观察色散信号或吸收信号。但一般观察吸收信号，因为比较容易分析理解。从信号的检测来分，可分为感应法，平衡法，吸收法。测量共振时，核磁矩吸收射频场能量而在附近线圈中感应到信号，则为感应法；测量由于共振使电桥失去平衡而输出电压的即为平衡法；直接测量共振使射频振荡线圈中负载发生变化的为吸收法。本实验用连续波吸收法来观察核磁共振现象。 2.核磁共振的量子力学描述 核角动量P 由下式描述， （1） 式中， ηρ )1(+=I I P π 2h = η
OPER-0.35T-磁共振成像系统(0.35T)配置清单
O P E R-0.35T磁共振成像系统(0.35T)配置清单 一、成像系统 1. 磁体系统 无涡流开放型钕铁硼永磁体(场强0.35T，实用新型专利号：ZL 012 45762.0) 自恒温加热单元 自恒温电源和控制单元 2. 射频发射和接收系统 全数字谱仪 射频功率放大器 平板式射频发射线圈 前置放大器 射频接收线圈：头部、体部（大）、体部（小）、颈部、膝关节、脊柱、腕关节线圈各1 只 3. 梯度系统 梯度放大器及梯度电源 x、y、z梯度线圈 4. 谱仪 全数字谱仪 5. 计算机系统 图像处理工作站（研祥工控机）： Intel至强TM (XEON TM) 双处理器
2.8G以上主频 128MB显存 2048MB内存 160G硬盘 DVD刻录机 高分辨率液晶(TFT)彩色图像显示器(20’) 标准键盘 鼠标 高级图像后处理软件包 二、操作台 磁共振成像专用组合式操作台 三、病人处理系统 诊断床 对讲系统 背景音乐系统 四、系统软件 基于WINDOWS 2000 的中/英文鑫高益磁共振扫描平台OPERView：基本序列软件包 系统控制软件包 数据处理软件包 图像重建软件包 瑞典CONTEXTVITION图像处理软件包
故障分析软件包 质量控制软件包 激光相机接口软件包 血管成像软件包 水成像软件包 扩散成像软件包(EPI/线性) 五、射频屏蔽室 磁体室射频屏蔽体、屏蔽门、屏蔽观察窗、滤波板、波导板及必要的内装修等 六、电源及机房空调系统 15KW 交流稳压电源 磁体室温控空调1台 七、附件 床垫、枕垫、头垫、头线圈座、测试水模、备用保险丝、安全标志等 八、随机文件 使用说明书、技术说明书、维护手册等 九、培训 应用培训(原理、操作、维护和初级诊断)：2周 现场培训：1周 十、相机一台 OPER-0.35磁共振成像系统(0.35T)技术参数 磁体
磁共振成像原理
磁共振成像是利用原子核在磁场内共振所产生信号经重建成像的一种成像技术。核磁共振（nuclear magnetic resonance，NMR）是一种核物理现象。早在1946年Block与Purcell 就报道了这种现象并应用于波谱学。Lauterbur1973年发表了MR成像技术，使核磁共振不仅用于物理学和化学。也应用于临床医学领域。近年来，核磁共振成像技术发展十分迅速，已日臻成熟完善。检查范围基本上覆盖了全身各系统，并在世界范围内推广应用。为了准确反映其成像基础，避免与核素成像混淆，现改称为磁共振成像。参与MRI 成像的因素较多，信息量大而且不同于现有各种影像学成像，在诊断疾病中有很大优越性和应用潜力。
一、磁共振现象与MRI 含单数质子的原子核，例如人体内广泛存在的氢原子核，其质子有自旋运动，带正电，产生磁矩，有如一个小磁体。小磁体自旋轴的排列无一定规律。但如在均匀的强磁场中，则小磁体的自旋轴将按磁场磁力线的方向重新排列。在这种状态下，质子带正电荷，它们像地球一样在不停地绕轴旋转，并有自己的磁场. 正常情况下，质子处于杂乱无章的排列状态。当把它们放入一个强外磁场中，就会发生改变。它们仅在平行或反平行于外磁场两个方向上排列 用特定频率的射频脉冲（radionfrequency，RF）进行激发，作为小磁体的氢原子核吸收一定量的能而共振，即发生了磁共振现象。停止发射射频脉冲，则被激发的氢原子核把所吸收的能逐步释放出来，其相位和能级都恢复到激发前的状态。这一恢复过程称为弛豫过程（relaxationprocess），而恢复到原来平衡状态所需的时间则称之为弛豫时间（relaxationtime）。有两种弛豫时间，一种是自旋-晶格弛豫时间（spin-lattice relaxationtime）又称纵向弛豫时间（longitudinal relaxation time）反映自旋核把吸收的能传给周围晶格所需要的时间，也是90°射频脉冲质子由纵向磁化转到横向磁化之后再恢复到纵向磁化激发前状态所需时间，称T1。另一种是自旋-自旋弛豫时间（spin-spin relaxation time），又称横向弛豫时间（transverse relaxation time）反映横向磁化衰减、丧失的过程，也即是横向磁化所维持的时间，称T2。T2衰减是由共振质
核磁共振技术的概述及重要成果的回顾
核磁共振技术的概述及重要成果的回顾 基础医学01级 何冰 90105109 摘要：核磁共振是指原子核在外加恒定磁场作用下产生能级分裂，从而对特定频率的电磁波发生共振吸收的现象。因而通过测定和分析受测物质对电磁波的吸收情况就可以判定它含有哪种原子，原子之间的距离多大，并据此分析出它的三维结构。核磁共振现象发现五十多年来，已经有多位著名科学家因从事NMR 或与NMR 有关的研究而获得诺贝尔奖。本文联系一些有重要贡献的科学家的主要贡献对核磁共振及其相关研究作简要的回顾。 关键词：核磁共振（NMR），诺贝尔奖，循序指认法,核磁共振成像。 原子是由电子和原子核组成的。原子核带正电，它们在不断地做自旋运动。当外磁场时，按量子力学原则，允许的自旋态也是量子化的，因此在磁场中不同取向的自旋核所具有的能量就会有所不同，即能级产生了分裂。当外加合适频率的电磁波时，可以引起原子核两个能级的跃迁：处于低能级的核可以吸收频率与其旋转频率相同的电磁波跃迁到高能级，使原子核的能量增加，而处于高能级者则发射能量回到低能级，两者的跃迁的几率是相同的，但由于任意温度下处于低能级的核总是多于处于高能级的核，因此总起来说仍表现为对电磁波的净吸收现象。核磁共振（nuclear magnetic resonance,简称NMR）,是指原子核在外加恒定磁场作用下产生能级分裂，从而对特定频率的电磁波发生共振吸收的现象。 科学家在1945年核磁共振现象。由于不同的原子核吸收不同的电磁波，因而通过测定和分析受测物质对电磁波的吸收情况就可以判定它含有哪种原子，原子之间的距离多大，并据此分析出它的三维结构。这种技术已经广泛地应用到医学诊断领域。 NMR 波谱学研究的对象是原子核自旋。核自旋系统可以用射频场进行随心所欲的操纵，这就为理论物理学家和实验物理学家演示量子力学和统计力学的基本概念提供了最简单的和教科书式的测试系统。核自旋实际上已成为科学家探讨物质世界的“探针”。这些“探针”极端定域，能够详尽地报告它们自己以及近邻的状态核变化。它们之间的偶极－偶极相互作用和标量耦合相互作用能够分别提供原子核间距或化学键二面角等分子几何信息，从而使从分子和原子水平上研究宏观物质成为可能。NMR 技术已经发展成为研究液态分子的极为重要的手段，而对于溶液中的DNA 和蛋白质构象的研究，NMR 是目前唯一的方法。因此，化学家和生物学家成了NMR 及自旋系统最大的受益者。 核磁共振现象发现五十多年来，已经有多位著名科学家得诺贝尔奖。现联系一些有重要贡献的科学家的主要贡献 对核磁共振及其相关研究作简要的回顾。 1943年，美籍德国人因从事NMR 或与NMR 有关的研究而获O.Stern 因发展分子束的方法和 发现年，美籍奥地利人I.I.Rabi 因应用共振方法测定 了原Felix Bloch 与Edward Purcell 在1945 年就质子磁矩获得了诺贝尔物理学奖。 1944子核的磁矩和光谱的超精细结构获得了诺贝尔物理学 奖。 美籍物理学家发现，将某些拥有1/2的核转量(nuclear spin)的原
磁共振成像的临床应用
磁共振成像的临床应用 （作者:___________单位: ___________邮编: ___________） 【摘要】上世纪七十年代CT的问世是医学影像学的一场革命，她带动了医学事业蓬勃发展，因此，发明者获得了诺贝尔医学奖。至八十年代磁共振成像（magneticresonanceimaging）的兴起，医学影像的成像原理发生了本质变化，从简单的x线能量衰减转化为物理生物学成像。大大拓宽了医学影像的发展道路，各种新的成像技术层出不穷。改变了影像学就是形态学的传统观念，引导影像学向定性、定量诊断方向发展。 【关键词】磁共振原理临床应用技术设备 磁共振成像是利用原子核在磁场内共振所产生信号经重建成像的一种成像技术。 核磁共振（nuclearmagneticresonance，NMR）是一种核物理现象。早在1946年Block与Purcell就报道了这种现象并应用于波谱学。Lauterbur1973年发表了MR成象技术，使核磁共振不仅用于物理学和化学。也应用于临床医学领域。近年来，核磁共振成像技术发展十分迅速，已日臻成熟完善。检查范围基本上覆盖了全身各系统，并在世界范围内推广应用。为了准确反映其成像基础，避免与核素成
像混淆，现改称为磁共振成象。参与MRI成像的因素较多，信息量大而且不同于现有各种影像学成像，在诊断疾病中有很大优越性和应用潜力。 1中枢神经系统 （1）脑血管性疾病由于弥散、灌注及水抑制的应用，使的MRI 诊断脑梗塞的敏感性、特异性均明显高于CT。MRI对脑溢血的价值在于其能对血肿进行准确分期。脑动脉瘤、动静脉畸形均有流空血管影显示。 （2）脑肿瘤脑肿瘤在MRI上有形态学和异常信号改变，三维成像的使用对脑肿瘤的定性、定位诊断更准确。 （3）炎症各种细菌、病毒、霉菌性脑炎、脑膜炎与肉芽肿在MRI 可显示，注射顺磁性造影剂Gd－DTPA对定性诊断更有价值。对弓形体脑炎、脑囊虫、脑包虫病可定性诊断，并能分期分型。 （4）脑退行性病变MR能清楚的显示皮质性、髓质性、弥漫性脑萎缩。MR还能诊断原发性小脑萎缩。协助诊断皮质下动脉硬化性脑病、Alzermer氏病、pick氏病、hunfing氏舞蹈病，wilson氏病、leigh氏病、fahr氏病及CO中毒、霉变干蔗中毒、甲旁减等疾病。 （5）脑白质病变MR对诊断多发性硬化、肾上腺性脑白质病等脱髓鞘和髓鞘形成不良性疾病都有重要价值。 （6）脑室与蛛网膜下腔病变MR能清楚的显示孟氏孔和中脑导水管，即能明确分辨梗阻性和交通性脑积水。MR显示蛛网膜囊肿、室管膜囊肿、脑室内肿瘤、脑室内囊肿等均很敏感。
磁共振成像术语中英文对照
. 磁共振成像术语中英文对照 脉冲序列简称飞利浦西门子GE 快速场回波FFE FFE FISP GRASS 快速反转恢复TIR TIR TIR IR 自旋-平面回波成像SE-EPI SE-EPI SE-EPI SE-EPI 自旋回波SE SE SE SE 梯度-平面回波成像GRE-EPI FFE-EPI FISP-EPI GRASS-EPI 三维-相干梯度回波3D-FFE3D-FFE3D-FISP3D-GRASS 扰相梯度回波SPGR T1-FFE FLASH SPGR/FSPGR 三维-快速自旋回波3D-TSE3D-TSE3D-TSE3D-FSE 反转恢复-平面回波成像IR-EPI IR-EPI IR-EPI IR-EPI 重度T2加权梯度回波SSFP T2-FFE PSIF SSFP 平衡式梯度回波B-FFE Balanced FFE TrueFISP/CISS FIESTA/FIESTA-C 快速梯度回波TFE TFE Turbo FLASH Fast GRE/ Fast- SPGR T1高分辨各向同性容积激发THRIVE THRIVE VIBE LAVA/FAME 三维快速梯度回波3D-TFE3D TFE MPRAGE3DFGRE/3D Fast SPGR 短TI反转恢复STIR STIR STIR STIR 长TI反转恢复FLAIR FLAIR Turbo Dark Fluid FLAIR 单激发快速自旋回波SS-FSE Single-shot TSE HASTE Single-shot FSE 快速反转自旋回波FRFSE DRIVE RESTORE FRFSE 平面回波成像EPI EPI EPI EPI 梯度加自旋GRASE GRASE TGSE 并行采集iPAT SENSE iPAT ASSET 回波时间TE TE TE TE 重复时间TR TR TR TR 反转时间TI TI TI TI 反转角FA Flip Angle Flip Angle Flip Angle 视野FOV FOV FOV FOV 矩形视野RFOV RFOV FOV Phase PFOV 层厚Thi slice thickness slice thickness slice thickness 层间距Gap Gap Distance Factor Gap 平均次数NSA NSA ACQ NEX 方位Ori Slice orientation Slice orientation Slice orientation 矩阵Matrix Base resolution Matrix 脂肪饱和SPAIR SPIR/SPAIR Fat Sat Fat Sat 近线圈效应校正CLEAR CLEAR Prescan Normalize PURE 时间飞跃TOF TOF TOF TOF 相位对比PC Phase contrast Phase contrast Phase contrast 对比增强MRA CE-MRA CE-MRA CE-MRA CE-MRA 横断位TRA transverse transverse transverse 冠状位COR coronal coronal coronal 矢状位SAG sagittal sagittal sagittal 磁敏感成像SWI Venous BOLD SWI SWI 精选文本